МОДЕЛИРОВАНИЕ СИСТЕМЫ ВОДОСНАБЖЕНИЯ .

Мурзина Е.В., Рябков Л.Ф.
ПИЛ МИФИ, г. Лесной.


Современное водоснабжение представляет собой сложный комплекс инженерных сооружений. В данной работе моделируется работа насосной станции с помощью программного пакета MATLAB (программа Simulink). В результате моделирования можно оценить количество расходуемой воды при учете случайного потребления.

В основу расчета положены следующие исходные данные: расход воды; число потребителей; коэффициент суточной неравномерности; коэффициент часовой неравномерности; давление в сети.

Моделирование производится с использованием метода пространства состояний на основе системы линейных дифференциальных уравнений[1]:
1) Поскольку, в течение суток водопотребление неравномерное, но повторяющееся каждые сутки, то достаточно смоделировать лишь один цикл, т.е. сутки.
2) При выделении объекта в пространстве используется резервуар и три потока (два из которых входные — Q1 и Q2, третий — выходной Q3).
3) При выделении объекта в пространстве координат воспользовались следующими зависимостями:
(1)
(2)
где V(t) — объем жидкости в резервуаре;
Q1 — входной постоянный поток воды;
Q2(t) — входной постоянный поток воды, но подключаемый лишь при определенном объеме воды в резервуаре;
Q3(t)— выходной поток воды;
E(t) — энергия, потребляемая насосами за цикл;
Н — давление;
Кi — технологические коэффициенты;

При моделировании учитывалось изменение численности потребителей, расхода воды, изменение давления в водопроводной сети. Рассмотрены различные вероятностные оценки (вероятность возникновения пожаров, утечек и т.д.). Кроме того, рассматривается экономия энергопотребления работы насосной станции.